مطالعه محاسباتی دینامیک سیالات در شریان کاروتید، قبل و بعد از عمل اندآرترکتومی
در این پروژه با استفاده از روش اجزاء محدود دینامیک سیالات شریان کاروتید مورد بررسی قرار گرفته است. در این مقاله تاثیر دو پارامتر ۱) عمل اندآرترکتومی ۲) استفاده از وصله (Patch) مورد بررسی قرار گرفته است. نکته بارز روش کار این مقاله استفاده از هندسه و شرایط مرزی خاص هر فرد برای شبیه سازی جریان خون در شریان کاروتید همان فرد است.
گرفتگی شریان کاروتید به معنی تنگ شدن وبسته شدن شریان کاروتید در ناحیه گردن می باشد. شریان کاروتید خون مغز را تأمین میکند. این انسداد ثانویه به رسوب چربی به صورت پلاک در شریان با نام آترواسکلروز می باشد. پس از عمل اندآرترکتومی شرایط همودینامیک خون ( پارامترهای مکانیک سیالات برای خون) باید به حالت نرمال و فیزیولوژیک برگردد تا عمل انجام شده موفقیت آمیز قلم داد شود.
زخم ایجاد شده از عمل می تواند با بخیه مستقیم و یا با وصله بسته شود. با وجود مطالعات انجام شده در زمنیه مقایسه این دو روش، نتایج این مطالعات زد و نقیض بوده و هنوز مشخص نیست که آیا استفاده از وصله برای بیمار مفید است یا خیر.
از ۸ فرد در این پروژه استفاده شده است. در ۴ نفر از این افراد از وصله و در ۴ نفر دیگر از بخیه مستقیم استفاده شده است. گرفتکی شریان کاروتید در این افراد بالاتر از ۷۰% و وصله مورد استفاده نیز از جنس داکرون بود.
ابتدا با روش داپلر سرعت در مرکز شریان به دست آمده و با فرض جریان آرام و حداکثر بودن این سرعت در مرکز شریان، نرخ دبی به دست آمده و به عنوان شرایط مرزی مخصوص هر فرد بر روی مساله اعمال شده است.
برای هندسه هر ۱۶ مورد سطح بین شریان و خون از طریق MRI به دست آمد. سپس از روی این سطح، حجم کل هندسه شریان کاروتید مخصوص هر فرد ساخته شد.
این پژوهش با روش المان محدود متغییر با زمان (دینامیک) با بازه های زمانی ۰٫۰۱ ثانیه حل شده است. جریان خون به صورت ساده ترین حالت ممکن یعنی نیوتونی، همگن، غیرقابل تراکم و آرام مدل سازی شده است. معادلات ناویر-استوکس معادلات حاکم بر جریان خون در نظر گرفته شد. برای اعمال شرایط مرزی دبی بدون اجبار توزیع خاصی از جریان از روش ضرایب لاگرانژ استفاده شد. این روش دو پارامتر(یک پارامتر به ازای هر شرط مرزی دبی) جدید به معادلات ناویر استوکس اضافه می کند.
برای گسسته سازی زمانی معادلات و آماده کردن آن ها برای استفاده در روش المان محدود، از روش اویلر رو به عقب استفاده شده است.
با صلب در نظر گرفتن رگ، از تاثیر رگ بر روی جریان خون صرف نظر شده است. می توان با الاستیک (یا ویسکوالاستیک) در نظر گرفتن جنس رگ و اعمال شرایط مرزی و معادلات برهمکنش جامد-سیال تاثیر رگ بر روی جریان خون را نیز اعمال کرد. (بیشتر…)
